La importancia de un trabajo de cabeza
Muchas modificaciones tales como oxido nitroso, turbo cargadores y super cargadores son la solucion para tener mas potencia. Mientras esto es verdad en parte, modificar un motor para obtener mas potencia envuelve mas que solo forzar aire en la camara de combustion. Incrementar el fluido de aire sin perder velocidad es un arte, y esto no es tan simple, no basta con solo hacer los puertos mas grandes, pero esto ya lo sabias, ¿cierto?
En un motor de combustion de 4 tiempos, la mitad del tiempo lo gasta el motor bombeando aire. Un flujo de aire eficiente es una faceta importante del desarrollo del motor y puede impactar volumetricamente la eficiencia (el monto de aire dentro de los cilindros contra el desplazamiento total del cilindro).
La cabeza es una parte compleja del motor, ésta forma una camara de combustion en lo alto de cada cilindro, que es donde se comprime la mezcla aire/combustible y es quemada. Hay valvulas que permiten la entrada y salida de aire en cada cilindro, junto con arboles de levas que permiten que actuen estas valvulas. La cabeza tambien contiene caminos para que el liquido refrigerante viaje a traves de la cabeza y el bloque. Como sea, nos enfocaremos en la cabeza aqui.
Entonces, porque es tan importante el trabajo en una cabeza? Para contestar esa pregunta, debemos considerar como trabajan juntos los componentes del motor. Desde que un motor bombea aire, su habilidad para respirar afecta su desempeño. Con el porteado de la cabeza, lo que hacemos es redefinir el lugar por donde pasa el aire. El resultado de un mejor flujo en la cabeza es mas poder potencial. El tamaño y la forma del puerto, y el trabajo de las valvulas son todos, variables criticas cuando modificamos una cabeza. Todos los componentes de la cabeza complementan los otros, asi que ciertas combinaciones resultan en mejores desempeños, o al contrario, pueden causar perdidas o mal funcionamiento.
Cuando un especialista portea una cabeza, lo que busca es maximizar el volumen de aire que entra sin que pierda velocidad. El volumen es importante porque cuando tu metes mas aire dentro del cilindro, el motor demanda mas gasolina, de lo cual el resultado es una combustion mas poderosa y mas expansion del gas. Mantener la velocidad asegura que el incremento de volumen alcanze el cilindro. Cada especialista puede tener su propia forma de alcanzar este objetivo, asi que ninguna forma es necesariamente la verdad absoluta. Los modificadores profesionales usualmente utilizan un "flow bench" y un "pilot tube" para medir el fluido de aire y su velocidad, respectivamente. Con estas herramientas, los puertos pueden ser modificados para una aplicacion especifica. Un motor de induccion forzada, para calle, vamos, puedes optimizar dependiendo tus necesidades.
Cuando porteas, debes tener un balance entre el tamaño del puerto y la velocidad del aire. Un par de principios para tener en mente al portear. Primero, la velocidad del aire es inversamente proporcional a el tamaño del puerto, asi que lo grande del puerto, lo lento que va el aire. Muchas veces la gente remueve demasiado material del puerto buscando mayor volumen de aire, y al final lo tienen pero a una velocidad muy lenta. El segundo concepto es la eficiencia del flujo. Cien por ciento de eficiencia es que se logre el mismo flujo en cada tubo y se tarde lo mismo sin obstrucciones. Pero, nosotros no podemos tener un 100 por ciento de eficiencia porque hay una valvula al final del puerto, la cual obstruye el fluido. Como sea, es posible obtener un 90 por ciento de eficiencia con el porteado apropiado y un trabajo de valvulas. La eficiencia del fluido puede ser calculada de la siguiente manera:
Resultado del flujo/maximo flujo posible= eficiencia del flujo.
Hay distintas maneras de portear una cabeza. La tradicional a mano, con herramienta multiusos y distintas puntas ya sea de carburos o aleaciones. Y la tecnologica que es a base de maquinas de tamaño industrial que inyectan abrasivos a traves de los puertos, este proceso es denominado AFM (abrassive flow machining), y es patente de Extrude Hone, compañia que fabrica las maquinas, maquinas que son carisimas y que al final, exigen un detallado a mano. Como sea, que yo sepa nadie en Mexico tiene una de esas.
La meta de portear es redefinir y darle forma a los puertos. Las cabezas de fabrica usualmente tienen imperfecciones en la superficie de su proceso de manufactura, imperfecciones que se dejan por ser un costo no efectivo para las fabricas cuando se produce en masa. Como sea, la turbulencia en el flujo esta presente en casi todas las cabezas. Para quitar este problema, la meta de un porteador es dejar lo mas lisas y directas posibles las rutas, dando un pulido al puerto. El aire se mueve a mayor velocidad en el fondo del puerto, en el piso, puesto que es el camino a la valvula. Entonces, optimizar el piso es particularmente importante. Mantener una velocidad adecuada es esencial para el desempeño, dado que el volumen del aire es no efectivo si no llega al clindro tan rapido como sea posible. Mientras otros sienten que la forma de fabrica es la adecuada y solo necesita ser mas grande y pulida, nosotros creemos que redefinir la forma es algo esencial.
Algunas aplicaciones de alto rendimiento llevan el porteado un paso delante y buscan refinar el "bowl" que es la seccion curva que esta antes de la garganta, que es donde usualmente las guias de las valvulas resaltan dentro del puerto. Para reducir la impedancia causada por la guia de la valvula, algunos porteadores eliminaran la porcion que resalta en la curva denominada "bowl". Esta tecnica, sin dejar de ser efectiva, no se recomienda para aplicaciones en coches de calle, ya que la durabilidad de las guias es reducida.
El trabajo de valvulas es un componente que seguido pasa desapercibido y que puede tener un efecto dramatico en la eficiencia del flujo. Aqui es donde terminos como valvulas de 3 angulos, o valvulas de 5 angulos entran en juego. Las valvulas stock y los asientos de las valvulas solo tienen 1 o 2 angulos. El corte principal de la valvula, en el cual asienta y sella la valvula, y el corte alisado de la garganta (la garganta es la parte que queda justo antes del asiento de la valvula). Cuando vemos un trabajo de valvulas de 3 angulos para alto rendimiento, 3 angulos son cortados en la valvula y el asiento de la valvula: el corte de la garganta, el del asiento y un corte en la tapa, que es localizado despues del corte del asiento, y como el de la garganta, busca alisar el paso del aire antes y despues del corte del asiento. Un trabajo de valvulas de 5 angulos agrega un corte antes de la garganta, y uno despues de la tapa, alisando aun mas el paso del aire. Claro estos angulos son distintos y el chiste es encontrar la combinacion exacta en cada cabeza, que por supuesto, es distinta en cada auto.
La forma de la camara de combustion puede tambien afectar el desempeño. Algunos porteadores pulen y dan nuevas formas a la camara para mejorar las zonas de quemado. Las zonas de quemado son secciones en la camara que dirigen la mezcla hacia la bujia durante la compresion. La camara puede ser pulida y trabajada para subir la compresion y su forma puede ser rediseñada para asegurar que toda la mezcla sea quemada, asi mas simple.
Esto son algunas cosas esenciales en un trabajo de cabeza que hay que conocer. Mas adelante trataremos otras, o incluso algunas de estas mas detalladamente. Espero esta informacion les sirva para decidir que hacer y no hacer en sus motores.
Algunos consejos sabios de los expertos hacia los consumidores:
En un motor de combustion de 4 tiempos, la mitad del tiempo lo gasta el motor bombeando aire. Un flujo de aire eficiente es una faceta importante del desarrollo del motor y puede impactar volumetricamente la eficiencia (el monto de aire dentro de los cilindros contra el desplazamiento total del cilindro).
La cabeza es una parte compleja del motor, ésta forma una camara de combustion en lo alto de cada cilindro, que es donde se comprime la mezcla aire/combustible y es quemada. Hay valvulas que permiten la entrada y salida de aire en cada cilindro, junto con arboles de levas que permiten que actuen estas valvulas. La cabeza tambien contiene caminos para que el liquido refrigerante viaje a traves de la cabeza y el bloque. Como sea, nos enfocaremos en la cabeza aqui.
Entonces, porque es tan importante el trabajo en una cabeza? Para contestar esa pregunta, debemos considerar como trabajan juntos los componentes del motor. Desde que un motor bombea aire, su habilidad para respirar afecta su desempeño. Con el porteado de la cabeza, lo que hacemos es redefinir el lugar por donde pasa el aire. El resultado de un mejor flujo en la cabeza es mas poder potencial. El tamaño y la forma del puerto, y el trabajo de las valvulas son todos, variables criticas cuando modificamos una cabeza. Todos los componentes de la cabeza complementan los otros, asi que ciertas combinaciones resultan en mejores desempeños, o al contrario, pueden causar perdidas o mal funcionamiento.
Cuando un especialista portea una cabeza, lo que busca es maximizar el volumen de aire que entra sin que pierda velocidad. El volumen es importante porque cuando tu metes mas aire dentro del cilindro, el motor demanda mas gasolina, de lo cual el resultado es una combustion mas poderosa y mas expansion del gas. Mantener la velocidad asegura que el incremento de volumen alcanze el cilindro. Cada especialista puede tener su propia forma de alcanzar este objetivo, asi que ninguna forma es necesariamente la verdad absoluta. Los modificadores profesionales usualmente utilizan un "flow bench" y un "pilot tube" para medir el fluido de aire y su velocidad, respectivamente. Con estas herramientas, los puertos pueden ser modificados para una aplicacion especifica. Un motor de induccion forzada, para calle, vamos, puedes optimizar dependiendo tus necesidades.
Cuando porteas, debes tener un balance entre el tamaño del puerto y la velocidad del aire. Un par de principios para tener en mente al portear. Primero, la velocidad del aire es inversamente proporcional a el tamaño del puerto, asi que lo grande del puerto, lo lento que va el aire. Muchas veces la gente remueve demasiado material del puerto buscando mayor volumen de aire, y al final lo tienen pero a una velocidad muy lenta. El segundo concepto es la eficiencia del flujo. Cien por ciento de eficiencia es que se logre el mismo flujo en cada tubo y se tarde lo mismo sin obstrucciones. Pero, nosotros no podemos tener un 100 por ciento de eficiencia porque hay una valvula al final del puerto, la cual obstruye el fluido. Como sea, es posible obtener un 90 por ciento de eficiencia con el porteado apropiado y un trabajo de valvulas. La eficiencia del fluido puede ser calculada de la siguiente manera:
Resultado del flujo/maximo flujo posible= eficiencia del flujo.
Hay distintas maneras de portear una cabeza. La tradicional a mano, con herramienta multiusos y distintas puntas ya sea de carburos o aleaciones. Y la tecnologica que es a base de maquinas de tamaño industrial que inyectan abrasivos a traves de los puertos, este proceso es denominado AFM (abrassive flow machining), y es patente de Extrude Hone, compañia que fabrica las maquinas, maquinas que son carisimas y que al final, exigen un detallado a mano. Como sea, que yo sepa nadie en Mexico tiene una de esas.
La meta de portear es redefinir y darle forma a los puertos. Las cabezas de fabrica usualmente tienen imperfecciones en la superficie de su proceso de manufactura, imperfecciones que se dejan por ser un costo no efectivo para las fabricas cuando se produce en masa. Como sea, la turbulencia en el flujo esta presente en casi todas las cabezas. Para quitar este problema, la meta de un porteador es dejar lo mas lisas y directas posibles las rutas, dando un pulido al puerto. El aire se mueve a mayor velocidad en el fondo del puerto, en el piso, puesto que es el camino a la valvula. Entonces, optimizar el piso es particularmente importante. Mantener una velocidad adecuada es esencial para el desempeño, dado que el volumen del aire es no efectivo si no llega al clindro tan rapido como sea posible. Mientras otros sienten que la forma de fabrica es la adecuada y solo necesita ser mas grande y pulida, nosotros creemos que redefinir la forma es algo esencial.
Algunas aplicaciones de alto rendimiento llevan el porteado un paso delante y buscan refinar el "bowl" que es la seccion curva que esta antes de la garganta, que es donde usualmente las guias de las valvulas resaltan dentro del puerto. Para reducir la impedancia causada por la guia de la valvula, algunos porteadores eliminaran la porcion que resalta en la curva denominada "bowl". Esta tecnica, sin dejar de ser efectiva, no se recomienda para aplicaciones en coches de calle, ya que la durabilidad de las guias es reducida.
El trabajo de valvulas es un componente que seguido pasa desapercibido y que puede tener un efecto dramatico en la eficiencia del flujo. Aqui es donde terminos como valvulas de 3 angulos, o valvulas de 5 angulos entran en juego. Las valvulas stock y los asientos de las valvulas solo tienen 1 o 2 angulos. El corte principal de la valvula, en el cual asienta y sella la valvula, y el corte alisado de la garganta (la garganta es la parte que queda justo antes del asiento de la valvula). Cuando vemos un trabajo de valvulas de 3 angulos para alto rendimiento, 3 angulos son cortados en la valvula y el asiento de la valvula: el corte de la garganta, el del asiento y un corte en la tapa, que es localizado despues del corte del asiento, y como el de la garganta, busca alisar el paso del aire antes y despues del corte del asiento. Un trabajo de valvulas de 5 angulos agrega un corte antes de la garganta, y uno despues de la tapa, alisando aun mas el paso del aire. Claro estos angulos son distintos y el chiste es encontrar la combinacion exacta en cada cabeza, que por supuesto, es distinta en cada auto.
La forma de la camara de combustion puede tambien afectar el desempeño. Algunos porteadores pulen y dan nuevas formas a la camara para mejorar las zonas de quemado. Las zonas de quemado son secciones en la camara que dirigen la mezcla hacia la bujia durante la compresion. La camara puede ser pulida y trabajada para subir la compresion y su forma puede ser rediseñada para asegurar que toda la mezcla sea quemada, asi mas simple.
Esto son algunas cosas esenciales en un trabajo de cabeza que hay que conocer. Mas adelante trataremos otras, o incluso algunas de estas mas detalladamente. Espero esta informacion les sirva para decidir que hacer y no hacer en sus motores.
Algunos consejos sabios de los expertos hacia los consumidores:
- Siempre investiga y conoce bien a la gente que va a trabajar en tu cabeza
- Conoce tu presupuesto
- La calidad corresponde al costo, tu obtienes por lo que pagas
- Invierte con profesionales, lo mejor no es gratis
- Preparese para fallar, aprender de sus errores y tener exito en ultima instancia.
posted by artederivas at 10:01 PM
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